开明中学实验室魏老师用如图所示的滑轮组匀速提升质量为100kg的货物,所用的拉力F为550N,绳子自由端在50s内被匀速

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  • 解题思路:(1)已知动滑轮上绳子的段数和绳子自由端移动的距离以及物体的质量,根据公式G=mg计算物体的重力,根据s=nh计算物体升高的高度,根据W=Gh计算克服物体重力做的有用功;

    (2)根据v=[s/t]计算绳子自由端移动的速度;

    (3)已知拉力的大小和拉力移动的距离,根据公式W=Fs可求拉力做的总功,还知道做功的时间,根据公式P=[W/t]可求拉力的功率.

    (4)有用功与总功的比值就是滑轮组的机械效率.

    (1)货物重力:G=mg=100kg×10N/kg=1000N,

    滑轮组有两段绳子承担总重,货物上升高度:h=[1/2]s=[1/2]×2m=1m,

    克服货物重力所做的有用功:

    W有用=Gh=1000N×2m=2000J,

    (2)绳子自由端移动的速度v=[s/t]=[4m/50s]=0.8m/s;

    (3)拉力做的总功W=Fs=550N×4m=2200J,

    拉力F的功率P=[W/t]=[2200J/50s]=44W;

    (4)滑轮组的机械效率:η=

    W有用

    W总×100%=[2000J/2200J]×100%≈90.9%.

    答:(1)克服物体重力做功2000J.

    (2)提升时绳子自由端的速度是0.8m/s.

    (3)拉力F的功率是44W.

    (4)此滑轮组的机械效率是90.9%.

    点评:

    本题考点: 滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算;功率的计算.

    考点点评: 本题考查使用滑轮组功、功率、机械效率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点知道根据动滑轮上绳子的段数求物体升高的距离,难点是机械效率变形公式的推导.